9月，第12号台风“梅花”裹挟着强风暴雨登陆我国东部沿海，面对台风，气象部门争分夺秒展开行动：应用气象雷达进行加密监测，风云气象卫星逐分钟快扫，实况产品迅速更新，中国气象局数值预报模式对台风进行预报；预报员对汇集而来的信息进行分析、中央气象台发布台风红色预警……这正是今年以来，预报作为“龙头”与“四根支柱”互动的常态。
2021年12月14日，中国气象局召开精准预报重点工作进展交流会。会议强调，要夯实气象雷达、气象卫星、数值预报、气象信息等气象事业发展的“四根支柱”，坚持系统思维，将预报精准放在气象业务链条中的核心位置，突出其在协同推进“监测精密、预报精准、服务精细”中的“龙头”作用。
今年以来的成绩单，可以印证互动成效：准确预报寒潮、连续大范围雨雪、4月10日至13日西南涡暴雨、4月19日至21日沙尘、5月9日至13日南方强降雨、6月12日北京冰雹、7月20日江苏系列龙卷等重大天气过程，灾害性、转折性天气过程无一漏网。
从观测、信息到预报——让预报员看得更清楚
中国气象局党组书记、局长庄国泰要求，深刻把握气象业务链条联系紧密的特征，加强“上下游”“左右岸”分工协作，切实凝聚合力。
大气是混沌的系统，存在很多不确定性。预报员需要根据实时的天气不断调整预报。中央气象台台风与海洋气象预报中心副主任钱奇峰说：“预报是基于已有信息综合研究判断的过程，实时天气的发生和发展对预报有非常重要的作用。”
气象卫星是预报员的“千里眼”。台风裹挟着风雨前行，影响一片区域，哪些地方需要注意风，哪些地方需要注意雨，哪些地方可能生成强对流，要发怎样的预警，发到什么级别，都需要预报员判断。在今年第9号台风“马鞍”来袭时，风云四号气象卫星启动逐分钟快扫，让预报员把对流看得更清楚，从而发现“马鞍”结构不对称，大风集中在其前进方向的东侧，而降水集中在西侧和南侧，更精准地判断出台风的风雨影响。
雷达是预报员的“顺风耳”。“马鞍”前行的路线并不是笔直的，8月25日2时，台风偏西分量突然加大，此时距离台风登陆不到12小时。“这一情况对判断台风影响乡镇、区县的具体区域和时段非常重要。”钱奇峰说。此时，沿海各地雷达加密观测就像给台风安装了gps定位系统，无论“马鞍”的路径出现多么细微的变化，在雷达加密观测下，都被预报员精准捕捉。
数据是预报员的智能助手。预报员面对海量信息，必须在短时间内做出选择和判断。而现在，通过国家气象信息中心的“天擎”系统，在同一时空维度下，历史数据、实况产品、预报产品等100多种产品一览无余。国家气象信息中心资料服务室主任张强说：“我们的目标就是提供好用的数据，让大家用好数据。”
从预报员没有注意到的数据，到预报员主动使用的产品，这种改变不是一蹴而就的。今年6月以来，国家气象信息中心在中央气象台设立会商值班岗位，选派技术人员每天和预报员面对面沟通，努力打通产品应用的“最后一公里”，积极主动将产品与预报员的需求衔接上，收集了来自预报员的50多项需求，并在第一时间解决。
各种产品被预报员挖掘后，真正发挥了作用。在实际预报中，这样的例子越来越多。中央气象台首席预报员方翀在一次龙卷过程中，通过气象探测中心提供的产品，看到抬升凝结高度的下降，增强了预报龙卷的信心。方翀说：“作为预报员，要尽可能地把资料数据用好，把预报做好，‘四根支柱’互动起来，才能做出更加精准的预报。”
“就像是去吃饭，以前食堂上什么吃什么，而现在可以点菜了。”国家气象中心业务处处长张小玲如此比喻预报员获取信息方式的变化。
从预报到观测、信息——预报作为指挥棒
国家气象中心主任郝丽萍认为，在极端天气气候事件频发、并发、重发的背景下，要强化科学精神与系统观念，加强卫星、雷达等实况资料的应用，提升高温、暴雪、寒潮、大风、台风等灾害天气智能监测能力，在左右贯通的全链条业务流程中，充分发挥精准预报“龙头”作用。
“以前是‘铁路警察，各管一段’，只关注把雷达和设备做好，并没有考虑如何运用于业务一线；而现在，预报就像一个指挥棒，观测与预报的联系更加紧密。”中国气象局气象探测中心（雷达气象中心）雷达应用室总工程师姚聃说。
在龙卷等灾害性天气生成前，雷达和卫星可能看不清正在孕育的结构。但是，预报员可以通过对热力动力条件的分析“捕捉”甚至预判这个结构，按需“订制”雷达、卫星观测产品。
强对流天气时空尺度小，发生突然、瞬息万变，预报难度大。预报员必须时刻关注动力状态和热力条件，分析雷达云图的特征，争分夺秒进行判断。7月20日早晨，方翀提出江苏有发生龙卷的可能，中国气象局气象探测中心立即行动起来。当龙卷开始影响江苏时，方翀提出了龙卷可能出现的位置。这时候，雷达开始紧盯，这种“盯”更加“专一”。
此外，预报反作用于观测，有助于提升观测水平。在强对流天气发生时，观测配合预报获得的经验给观测产品研发人员带来新的思路和启发。6月12日，北京多地发生系列强冰雹过程，雷达产品的研发人员与北京市气象局专家会商互动。当预报员发现中气旋或者冰雹信号时，探测人员使用x波段天气雷达开展不同位置、不同距离、不同高度、多个仰角的精细化探测，展现更加立体的强风暴整体结构，将更多细节信息提供给预报员作决策。“在这个过程中，我们意识到考虑问题要更加全面，仅仅提供‘有或者没有’的信息是远远不够的。”姚聃说。
观测、预报和信息——合力打出提前量
庄国泰要求，要强化系统观念，进一步解放思想，加强地球系统下天气气候系统的机理研究和业务应用，推动观测预报服务业务共融互通，不断提高预报预测准确率，打出更多提前量。
在实际的天气预报中，既要尽可能提前把灾害性天气预报出来，又要保证预报的准确性。方翀说，当雷达回波出现时，预报员都会非常紧张，因为有可能极端天气已经出现。姚聃比喻，就像一位哨兵，不仅能看到敌人真的来了，还能通过前期敌人的动态分析出敌人大概率会来。
实际上，根据热力条件、动力条件、雷达云图等资料，判断是否会有灾害性天气生成，会出现哪种灾害性天气，以及灾害性天气将会如何发展，仍然存在很多难点。在这个过程中，数值预报、人工智能与雷达、卫星等观测技术的交互结合非常重要。
观测和预报的交互性科研也在不断深入。钱奇峰介绍，我国开展的“海燕”计划，是通过飞机观测台风结构和强度变化，从而改善数值预报的参数。另外，我国还开展关键过程目标观测研究，比如在今年第7号台风“木兰”影响期间，中国气象局相关直属单位联合高校开展了“地空天”台风加密目标观测试验，获得观测方面的一手资料，从而改善了数值预报，提升了预报和预警能力。
方翀说，在天气预报中，预报的不确定性可以作为研究的起点，观测数据可以作为研究的素材，预报和观测可以融合互动，滚动提高。钱奇峰表示，在预报过程中，业务人员经常会发现没有解决的科学问题，需要在互动中不断深入研究，“互动对于灾害性天气的预报非常有帮助，期待未来有更多的互动。”